La recherche met en lumière un nouveau mécanisme neuroprotecteur pour contrôler les dommages consécutifs à une lésion cérébrale

Lorsque le cerveau subit une blessure ou une infection, les cellules gliales entourant le site affecté agissent pour préserver les cellules nerveuses sensibles du cerveau et empêcher des dommages excessifs. Une équipe de chercheurs de la Charité – Universitätsmedizin Berlin a pu démontrer le rôle important joué par la réorganisation des éléments structuraux et membranaires des cellules gliales. Les résultats des chercheurs, qui ont été publiés dans Communications de la nature, mettent en lumière un nouveau mécanisme neuroprotecteur que le cerveau pourrait utiliser pour contrôler activement les dommages consécutifs à une lésion ou une maladie neurologique.

Le système nerveux n’a pas la capacité de régénérer les cellules nerveuses et est donc particulièrement vulnérable aux blessures. Suite à une lésion cérébrale ou une infection, diverses cellules doivent travailler ensemble de manière coordonnée afin de limiter les dommages et de permettre la guérison. Les «astrocytes», le type de cellule gliale le plus courant du système nerveux central, jouent un rôle clé dans la protection des tissus environnants. Ils font partie d’un mécanisme de défense connu sous le nom d’«  astrogliose réactive  », qui facilite la formation de cicatrices, contribuant ainsi à contenir l’inflammation et à contrôler les lésions tissulaires. Les astrocytes peuvent également assurer la survie des cellules nerveuses situées immédiatement à côté d’un site de lésion tissulaire, préservant ainsi la fonction des réseaux neuronaux. Les chercheurs ont pu élucider un nouveau mécanisme qui explique quels processus se produisent à l’intérieur des astrocytes et comment ils sont coordonnés.

Nous avons pu montrer pour la première fois que la protéine «drebrin» contrôle l’astrogliose. Les astrocytes ont besoin de drebrine pour former des cicatrices et protéger les tissus environnants. « 

Prof. Dr. Britta Eickholt, Study Lead, Directeur de l’Institut de Biochimie et Biologie Moléculaire de la Charité

En arrêtant la production de drebrine à l’intérieur des astrocytes, les chercheurs ont pu étudier son rôle dans les lésions cérébrales chez un modèle animal. Ils ont utilisé la microscopie électronique et la microscopie optique à haute résolution pour étudier les changements cellulaires dans le cerveau, en plus d’entreprendre des enquêtes en temps réel en utilisant des astrocytes isolés en culture cellulaire. «La perte de drebrine entraîne la suppression de l’activation normale des astrocytes», explique le professeur Eickholt. Elle ajoute: « Au lieu de s’engager dans des réactions défensives, ces astrocytes subissent une perte complète de fonction et abandonnent leur identité cellulaire. » Sans formation de cicatrice protectrice, des blessures normalement inoffensives se propageront et de plus en plus de cellules nerveuses mourront.

Pour permettre la formation de cicatrices, la drebrine contrôle la réorganisation du cytosquelette d’actine, un échafaudage interne responsable du maintien de la stabilité mécanique des astrocytes. Ce faisant, la drebrine induit également la formation de longues structures membranaires cylindriques appelées endosomes tubulaires, qui sont utilisées dans l’absorption, le tri et la redistribution des récepteurs de surface et sont nécessaires pour les mesures défensives des astrocytes.

Résumant les résultats des chercheurs, le professeur Eickholt déclare: « Nos résultats montrent également comment la drebrine utilise le cytosquelette dynamique et polyvalent ainsi que les structures membranaires pour contrôler les fonctions des astrocytes qui sont fondamentales pour le mécanisme de défense contre les blessures. » Elle poursuit: « En particulier, les tubules membranaires qui se forment au cours de ce processus n’ont pas été décrits auparavant de cette manière, ni dans les astrocytes de culture ni dans le cerveau. »

«Le rôle de Drebrin en tant que régulateur du cytosquelette suggère qu’il peut être un facteur de risque de graves conséquences dans les troubles neurologiques et autres, car la perte de la protéine peut produire des changements similaires dans les astrocytes», explique le professeur Eickholt. Elle ajoute: « Il est également possible que des individus présentant des défauts dans le gène de la drebrine – comparables à ceux du modèle animal – puissent rester sans symptômes jusqu’à ce que des déclencheurs tels que des stress cellulaires, des toxines environnementales ou des maladies se produisent. » On espère que les investigations impliquant des échantillons de patients permettront d’élucider dans quelle mesure la drebrine joue également un rôle dans les troubles dégénératifs du cerveau, tels que la maladie d’Alzheimer.